[发明专利]车辆天线嵌装玻璃

说明书

本发明涉及一种包括天线元件(1)的车辆天线嵌装玻璃。根据本发明，所述天线元件(1)是在2.41‑2.48GHz频率下工作的WIFI天线，所述天线元件(1)包括平面辐射元件(2)和平面接地元件(11)，所述平面辐射元件和所述平面接地元件均连接至同轴连接器(9)。

本发明涉及一种集成到车辆嵌装玻璃中的WiFi天线，更具体地，涉及一种集成到车辆挡风玻璃中用于车辆与基础设施(例如驾驶员家的住宅网关)之间的OTA(空中)通信的WiFi天线。例如，当汽车停在驾驶员家附近时，自动软件更新可以通过位于家中的WiFi接入点发送到汽车。由于汽车相对于家庭网关的取向是不可预测的，所以天线辐射方向图应当在360°的方位角上尽可能均匀。

在集成到嵌装玻璃中时，WiFi天线也可以用于给车辆内部提供WiFi覆盖。

此外，在集成到嵌装玻璃、更具体地集成到挡风玻璃中时，天线应当沿着嵌装玻璃的边界、更具体地沿着挡风玻璃的边界隐藏，隐藏在中央支架的后方，或者使天线不可见或几乎不可见，以使对驾驶员视野的干扰最小化。

对于车辆外部的WiFi通信，存在两种主要类型的解决方案。

第一种是基于位于车辆内部的、典型地在仪表板后方的天线，这些天线已经用于车辆内部的WiFi LAN(局域网)。因此，相同的天线用于内部和外部WiFi覆盖。此方法的主要问题是，虽然车辆内部的覆盖可以很好，但外部的覆盖非常差，主要是由于天线的位置。实际上，在所有方向上，天线与外部介质之间确实存在许多金属零件。

第二种选择是使用外部天线，典型地位于保险杠或外后视镜内部的天线。此方法的缺点又是车身的掩蔽效应。例如，位于前保险杠上的天线会正确地朝向汽车前部辐射，但朝向后部的辐射会被金属车身完全阻挡，因此非常差。将天线安装到外后视镜中提供了良好的前后辐射，但是沿着左右方向的轴线非常不对称，这也是因为车身的掩蔽效应。例如，位于右外后视镜中的天线在汽车左侧的辐射水平非常差。这在图1中展示出。为了克服这个问题，OEM典型地采用两个天线。例如，每个外后视镜中一个天线。这确实是良好的技术解决方案，但是非常昂贵，因为需要两个天线而不是一个，而且它们的信号必须与附加的电子部件(混频器等)相结合。因此，虽然此解决方案对于昂贵的高级汽车来说是可接受的，但是对于中低等级的车辆来说并非如此，对于中低等级的车辆来说，单个天线系统更简单、更便宜，因此是优选的。

因此，本发明提出了一种包括将WiFi天线嵌入车辆的嵌装玻璃中的简单解决方案。虽然这种解决方案在技术上可以在任何车辆嵌装玻璃上实施，但天线应优选地位于挡风玻璃中，因为WiFi收发器通常位于仪表板后方。天线结构与该收发器之间的布线长度因此缩短，从而限制了RF损耗以及成本。

将天线放置在嵌装玻璃、尤其是挡风玻璃中，可以确保车辆前部的最佳覆盖，而且还限制朝向后部的掩蔽效应。取决于天线辐射方向图的形状如何设定，所提出的解决方案于是可以提供与外后视镜中双天线解决方案相似或更好的性能，无论是朝向前部方向还是后部方向，同时在相反方向保持可接受的性能水平。在辐射最弱的方向上，它比仪表板天线好，虽然通常不如外后视镜解决方案好，但价格要低得多。集成于挡风玻璃的天线于是可以被设计成在所期望的方向上使辐射最大化。在集成有天线元件的现有技术挡风玻璃中，与集成到已知外后视镜包壳中的天线相比，朝向前部和后部的辐射稍微更低。然而，它在360°方位角上更均匀，并且在朝向汽车的与包含天线的外后视镜相反的一侧更好。

因此，本发明涉及一种包括天线元件的车辆天线嵌装玻璃。

根据本发明，天线元件是在2.41-2.48GHz频率下工作的WIFI天线，天线元件包括连接至同轴连接器的平面辐射元件。

根据本发明，天线元件进一步包括平面接地元件和平面馈电结构。

根据本发明，平面辐射元件、接地元件和馈电结构可以由平面导电材料制成。